本發(fā)明涉及處理碳質(zhì)材料，諸如廢棄物，并更具體地，主要是有機(jī)來(lái)源的廢棄物，諸如生物質(zhì)、城市固體廢棄物(MSW)、塑料、橡膠等。更具體地，本發(fā)明涉及改進(jìn)將所述碳質(zhì)材料轉(zhuǎn)化成諸如電力或燃料的有用能源。
背景技術(shù)：
：廢棄物材料包括各種各樣的材料，并且可以包括從相對(duì)均一的材料到高度變化的組合物的不均一混合物的任何物質(zhì)。來(lái)自一個(gè)源的工業(yè)廢棄物可能是極其均一的，而其它工業(yè)廢棄物和生活廢棄物是不同組合物的混合物。生活廢棄物可以包括以下任何物質(zhì)：食品，同時(shí)涵蓋動(dòng)物來(lái)源和植物來(lái)源的食品；紙張和植物纖維制成的其它產(chǎn)品，諸如織物；建筑材料，同時(shí)包括木材產(chǎn)品和木類(lèi)產(chǎn)品、塑料和混凝土；天然高分子材料和合成高分子材料，諸如不同種類(lèi)的塑料、橡膠、合成橡膠；金屬等。傳統(tǒng)上，生活廢棄物和工業(yè)廢棄物被填充到填埋場(chǎng)中。填埋場(chǎng)占用了寶貴的空間，并產(chǎn)生了既涉及到“視覺(jué)污染”也涉及到與廢棄物相關(guān)的氣味的美學(xué)問(wèn)題。填埋場(chǎng)的另外一個(gè)問(wèn)題是填埋場(chǎng)中有毒的和環(huán)境上不可接受的氣體形式的化合物，或液體或溶解在液體中的固體。由填埋場(chǎng)中的廢棄物所釋放的氣體，除了導(dǎo)致不希望的氣味，還可能包括有毒和/或環(huán)境上不可接受的氣態(tài)化合物(諸如揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC))將會(huì)從廢棄物中被釋放到大氣中。液體，無(wú)論是廢棄物的一部分還是通過(guò)填埋場(chǎng)的雨水下流所引起的水，將使固體化合物溶解在填埋場(chǎng)中并且從填埋場(chǎng)中泄漏出，從而同時(shí)污染河流和湖泊中的地表水并且可能滲透到地下水中。為了避免填埋場(chǎng)填滿(mǎn)所有可用的空間并且為了避免與其相關(guān)聯(lián)的其它問(wèn)題，已經(jīng)建造了用于將廢棄物分類(lèi)的設(shè)備?？苫厥詹牧吓c不可回收廢棄物被分離開(kāi)?？苫厥詹牧媳凰偷皆O(shè)備以回收有價(jià)值的材料并回收諸如金屬的材料。不可回收材料可被分為可燃材料和不燃材料。不可燃材料被送到填埋場(chǎng)等，而可燃材料被引入到焚化設(shè)備中。在焚化設(shè)備中，可燃材料在高溫下燃燒以破壞所有包括有毒的和有害于環(huán)境的化合物的溫度可降解或可燃材料。此外，不同的機(jī)構(gòu)被包括在內(nèi)以避免從焚化設(shè)備中排放有害氣體。通過(guò)燃燒，固體廢棄物的體積根據(jù)廢棄物的組成和燃燒技術(shù)而降低了50％至90％。燃燒的熱量通常用于區(qū)域加熱和/或冷卻。用于將廢棄物分類(lèi)的技術(shù)是眾所周知的。通常情況下，廢棄物是基于它們的物理性能諸如磁特性、密度、表面積比重量等進(jìn)行分類(lèi)。焚化設(shè)備也是眾所周知的，并且大量的這類(lèi)設(shè)備正在運(yùn)行。2001年12月5日的EP1160307(塑料與環(huán)境工程有限公司(KUNSTSTOFF-UNDUMWELTSTECHNIKGMBH))涉及了一種用于來(lái)自廢棄物的天然化合物和合成化合物的熱處理和化學(xué)轉(zhuǎn)化以形成進(jìn)一步使用的燃?xì)獾姆椒ê驮O(shè)備。雖然產(chǎn)物氣的組成未被良好確定，但是該產(chǎn)物氣似乎包括低級(jí)烴、CO2、CO和氫氣的混合物。在本說(shuō)明書(shū)中，低級(jí)烴主要用于包括在環(huán)境溫度下是氣體的烴，諸如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。這指示了，該產(chǎn)物氣被用于燃?xì)怛?qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪。然而，明顯的是，來(lái)自根據(jù)EP1160307的裝置的氣體組成將根據(jù)引入到裝置中的廢棄物的實(shí)際組成而發(fā)生變化。這樣的變化雖然使氣體不適合于現(xiàn)代高效率的燃?xì)鉁u輪，但是對(duì)效率比現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪低得多的燃?xì)怛?qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)是可接受的。對(duì)于該產(chǎn)物氣，沒(méi)有其它潛在的用途被指示。2013年2月14日的WO2013/020549(KUNSTSTOFF-UNDUMWELTSTECHNIKGMBH)涉及了EP1160307中描述的方法和裝置的改進(jìn)，它改進(jìn)了對(duì)不同種類(lèi)廢棄物的處理和轉(zhuǎn)化的控制,以產(chǎn)生燃?xì)?。本發(fā)明基于EP1160307，其中，它使用了其中所描述的用于有機(jī)化合物的裂解和熱解的核心技術(shù)。本發(fā)明針對(duì)允許獲得經(jīng)調(diào)節(jié)而適應(yīng)預(yù)期用途的具有預(yù)定組成且具有隨著時(shí)間推移基本上恒定的沃泊指數(shù)(WOBBEindex)(沃泊指數(shù)＝熱值/(氣體比重)-2)的產(chǎn)物氣的改進(jìn)。該預(yù)定組成主要包括CO、CO2和低級(jí)烴。尤其是當(dāng)所產(chǎn)生的氣體的預(yù)期用途是作為燃?xì)鉁u輪的燃料時(shí)，重要的是確定滿(mǎn)足現(xiàn)代高效率燃?xì)鉁u輪的要求的恒定的沃泊指數(shù)，即沃泊指數(shù)的波動(dòng)在10分鐘的時(shí)間內(nèi)小于2％。所產(chǎn)生的氣體的組成具有高的氫氣含量，從而產(chǎn)生高溫火焰，使得保持沃泊指數(shù)基本上恒定是特別重要的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于碳質(zhì)材料的熱處理和化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法，以產(chǎn)生用于進(jìn)一步使用的燃?xì)?，所述碳質(zhì)材料包括天然的和合成的碳質(zhì)材料，所述方法包括以下步驟：a.通過(guò)干燥或者將水或蒸汽引入到所述碳質(zhì)材料中，將所述碳質(zhì)材料的濕度調(diào)節(jié)至預(yù)定水平；b.將調(diào)節(jié)過(guò)濕度的碳質(zhì)材料引入到熱解裂解反應(yīng)器(40，60)中，在所述熱解裂解反應(yīng)器(40，60)中熱處理所述材料以產(chǎn)生原料熱解裂解氣和碳質(zhì)固體剩余物；c.將來(lái)自步驟b)的所述原料熱解裂解氣引入到第一氣體凈化單元(62)中，在所述第一氣體凈化單元(62)中該氣體被分離成第一油部分和洗滌過(guò)的原料氣部分，所述第一油部分在大氣壓下具有170℃至350℃的沸點(diǎn)范圍，而所述洗滌過(guò)的原料氣部分主要包括H、CO、CO2和沸點(diǎn)范圍低于170℃的烴；d.將所述洗滌過(guò)的原料氣部分引入到第一氣體分離單元(65)中，在所述第一氣體分離單元(65)中所述原料氣被分離成富氫氣體部分和低氫部分，所述富氫氣體部分包括至少50體積％的氫氣；e.將所述富氫氣體部分引入到第二凈化單元(75)中，其中，步驟c)的所述富氫氣體部分和合成氣被分離成第二油部分和合成氣部分，所述第二油部分在大氣壓下具有100℃至200℃的沸點(diǎn)范圍，而所述合成氣部分通過(guò)合成氣管線(xiàn)(22)被排出；其中，所述方法進(jìn)一步包括：將來(lái)自步驟c)的所述第一油部分的至少一部分回收到所述熱解裂解反應(yīng)器(40，60)中。反應(yīng)器中所產(chǎn)生的裂解氣的后處理和轉(zhuǎn)化單元中的轉(zhuǎn)化對(duì)獲得足夠量的燃?xì)馐潜匾?，該燃?xì)饩哂凶阋杂糜陬A(yù)期目的的足夠高的沃泊指數(shù)，諸如用作燃?xì)鉁u輪的燃?xì)?。根?jù)一個(gè)實(shí)施方式，將來(lái)自步驟e)的所述第二油部分與所述第一油部分一起回收到所述熱解裂解反應(yīng)器(40，60)中。第二油部分優(yōu)選通過(guò)使該油暴露在額外的熱解裂解循環(huán)進(jìn)行回收，以降低或消除這樣的油在所產(chǎn)生的燃?xì)庵械拇嬖?。根?jù)一個(gè)實(shí)施方式，將來(lái)自步驟b)的所述碳質(zhì)固體剩余物和蒸汽引入到轉(zhuǎn)化單元中，以引起其中的固體碳質(zhì)材料部分氣化以產(chǎn)生合成氣和固體剩余物，所述合成氣包括氫氣、CO和CO2，并且被排出并引入到第二洗滌區(qū)域中，而所述固體剩余物被排出用于進(jìn)一步處理或丟棄。該轉(zhuǎn)化單元中的轉(zhuǎn)化增加了由設(shè)備產(chǎn)生的氫氣、CO和CO2的量。轉(zhuǎn)化也改變了固體剩余物的組成，從而轉(zhuǎn)化度不得不與氣態(tài)可燃產(chǎn)品，主要是氫氣的要求，以及固體剩余物的所需特性相平衡，其中，該固體剩余物作為炭產(chǎn)物可具有相當(dāng)大的價(jià)值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，將第一油部分和第二油部分引入到裂化單元中，在該裂化單元中上述油的一部分和焦油被裂化，并且，在該裂化單元中裂化產(chǎn)生的氣體被分離成第三油部分和裂化氣體部分，該第三油部分被引入到熱解裂解反應(yīng)器中，而該裂化氣體部分主要包括H、CO、CO2和一些輕質(zhì)烴并且通過(guò)裂解氣管線(xiàn)排出并引入到所述第一凈化單元中。在回收裂化后殘留的油之前，將第一油部分和第二油部分引入到裂化單元中對(duì)分解上述油是有效的，以通過(guò)添加額外的除去或減少油的步驟來(lái)提高除去上述油的效率。本說(shuō)明書(shū)中的輕質(zhì)烴在這里是C1-5烴。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，將合成氣管線(xiàn)中的燃?xì)饬饕氲紺O2捕獲單元中以將CO2的至少一部分從所產(chǎn)生的燃?xì)庵蟹蛛x出。通過(guò)將CO2的至少一部分從燃?xì)庵蟹蛛x出，提高了所產(chǎn)生的燃?xì)獾臒嶂祷蛭植粗笖?shù)。此外，捕獲CO2導(dǎo)致來(lái)自設(shè)備的CO2排放降低，并且捕獲CO2能夠安全地進(jìn)行貯存或者被用作油氣領(lǐng)域中的壓力支持(pressuresupport)。CO2捕獲的速率也可被調(diào)節(jié)，以允許調(diào)節(jié)沃泊指數(shù)來(lái)避免不希望的沃泊指數(shù)波動(dòng)?？煽刂妻D(zhuǎn)化單元中的轉(zhuǎn)化，以穩(wěn)定所產(chǎn)生的燃?xì)庹羝奈植粗笖?shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化單元中的溫度、通過(guò)調(diào)節(jié)引入到轉(zhuǎn)化單元中的蒸汽的量以及通過(guò)調(diào)節(jié)從第一分離單元引入到轉(zhuǎn)化單元中的氣體的量可以調(diào)節(jié)上述轉(zhuǎn)化。上述的方法，其中，將進(jìn)入的廢棄物分級(jí)成具有不同熱值的部分，并且其中，這些部分以使得輸入到熱解裂解反應(yīng)器中的廢棄物具有基本上穩(wěn)定的熱值的比例再混合。調(diào)節(jié)待處理的進(jìn)入的廢棄物是調(diào)節(jié)所得氣體的沃泊指數(shù)的額外方式。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)入的廢棄物在進(jìn)行分級(jí)之前進(jìn)行蒸壓處理。在蒸壓處理期間，廢棄物經(jīng)受不同的過(guò)程，以除去來(lái)自廢棄物的氣味、降低廢棄物的體積，并且由于廢棄物中的不同組分變得更加彼此分離而使得分類(lèi)過(guò)程更容易。附圖說(shuō)明圖1是根據(jù)本發(fā)明的廢棄物處理設(shè)備的流程圖，圖2是比圖1更詳細(xì)地示出本發(fā)明的實(shí)施方式的流程圖，圖3是本發(fā)明中使用的反應(yīng)器的原理圖，圖4是可以在本發(fā)明中使用的廢棄物分類(lèi)系統(tǒng)的原理圖，圖5是本發(fā)明的替代實(shí)施方式的流程圖，并且圖6是本發(fā)明的另一替代實(shí)施方式的流程圖。具體實(shí)施方式在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中，如果沒(méi)有其它具體說(shuō)明，那么壓力為近似環(huán)境壓力，即近似大氣壓力。如果沒(méi)有具體不同的限定，那么任何所指示的沸點(diǎn)和/或沸點(diǎn)范圍是在大氣壓力下的沸點(diǎn)或沸點(diǎn)范圍。如果沒(méi)有其它特別說(shuō)明的話(huà)，則任何組合物的％在涉及固體或液體時(shí)是指重量％，而在涉及氣體時(shí)是指體積％。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的概要說(shuō)明，其中，進(jìn)入物經(jīng)由廢棄物管線(xiàn)1被引入到廢棄物預(yù)處理區(qū)域2中。所示實(shí)施方式的預(yù)處理區(qū)域包括蒸壓處理系統(tǒng)3，其中管線(xiàn)1中的MSW首先被引入到蒸壓處理系統(tǒng)3中。適用于該目的蒸壓釜例如由英國(guó)氣動(dòng)熱集團(tuán)(AeroThermalGroup,UK)提供。蒸壓釜(autoclave)體系優(yōu)選包括一系列平行布置的旋轉(zhuǎn)蒸壓釜，其中，MSW進(jìn)行分批處理。在正常操作期間，蒸壓釜將處于蒸壓處理循環(huán)的不同部分，以進(jìn)行半連續(xù)操作。蒸壓處理循環(huán)包括以下步驟：將MSW填充到蒸壓釜中，并隨后關(guān)閉蒸壓釜。關(guān)閉并隨后抽空蒸壓釜以除去來(lái)自蒸壓釜內(nèi)部的大部分空氣。通常在約5.2barg(巴表壓)下，將蒸汽引入蒸壓釜中來(lái)加熱蒸壓釜及其內(nèi)容物至約160℃。保持該溫度和壓力達(dá)預(yù)定的時(shí)間，諸如30～40分鐘。在此過(guò)程期間，使蒸壓釜旋轉(zhuǎn)。在蒸壓處理過(guò)程期間，對(duì)蒸壓釜中的MSW進(jìn)行消毒，并且體積通常降低了約60％。熱處理殺死MSW中所有細(xì)菌和其它降解生命物(degradinglife)，并且因此除去廢棄物的氣味。諸如PE和PET的塑料達(dá)到它們的玻璃-橡膠轉(zhuǎn)化階段并且通過(guò)變形而變小。塑料薄膜雖然大多不受蒸壓處理影響，但在該過(guò)程循環(huán)期間進(jìn)行清潔。剪草和小院子廢棄物被降解為纖維素纖維。此外，木質(zhì)素和其它大分子被分解和/或凝結(jié)。蒸壓處理過(guò)程從而降低了MSW的各部分之間的結(jié)合，并使得進(jìn)一步加工更容易。在熱處理終結(jié)之后，將蒸壓釜放空，并且將其中的蒸汽引入到冷凝器中，在冷凝器中使蒸汽冷凝以產(chǎn)生水。在進(jìn)行釋放或再使用前，通過(guò)廢水管線(xiàn)4將水排出并引入到處理過(guò)的廢水處理單元5中，以避免污染周?chē)h(huán)境或避免設(shè)備中循環(huán)的水中的污染物的累積。通過(guò)處理過(guò)的水管線(xiàn)6來(lái)排出處理過(guò)的廢水而使其進(jìn)行釋放、進(jìn)一步處理或再使用。然后再次填充蒸壓釜以重啟蒸壓釜循環(huán)。為了獲得半連續(xù)過(guò)程，對(duì)平行的蒸壓釜的循環(huán)進(jìn)行控制以使得它們彼此異相(outofphase)。此后，通過(guò)蒸壓處理過(guò)的廢棄物管線(xiàn)7將蒸壓處理過(guò)的MSW從蒸壓釜3中排出并引入到包括一組輸送機(jī)和分類(lèi)裝置的分類(lèi)系統(tǒng)8中，從而將蒸壓處理過(guò)的MSW分離成不同部分。分類(lèi)系統(tǒng)優(yōu)選是現(xiàn)有技術(shù)中用于將進(jìn)入的MSW分離成多個(gè)部分的分類(lèi)系統(tǒng)，諸如德國(guó)施泰德工程有限公司(StadlerAnlagenbauGmbH,Germany)所銷(xiāo)售并提供的設(shè)備。在這樣的分類(lèi)設(shè)備中，MSW被分類(lèi)成各種部分，諸如：PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)HDPE(高密度聚乙烯)混合塑料，可被分類(lèi)成各個(gè)部分薄膜利樂(lè)包裝混合紙SRF(固體回收燃料)非鐵金屬(Non-ferrousmetal)含鐵金屬(Ferrousmetal)殘留物(不可燃固體殘留物)富含氮或氯的塑料在大多數(shù)根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的燃料的潛在用途中是不需要的。主要被包含在地毯中的尼龍含有氮，并且導(dǎo)致在燃燒設(shè)備中形成NOx，而PVC產(chǎn)生了與水結(jié)合是強(qiáng)酸性的HCl。此外，尼龍和PVC都可作為有價(jià)值的回收產(chǎn)品出售。如下面進(jìn)一步描述的，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)操作的風(fēng)力篩選結(jié)合近紅外檢測(cè)來(lái)執(zhí)行從剩余的塑料中分離尼龍和PVC。然而，少量的尼龍和/或PVC作為不同部分的污染物是可接受的。PVC可被使用，條件是：以總MSW的重量計(jì)，PVC的重量小于1％。圖4示出了分類(lèi)設(shè)備的典型流程圖。通過(guò)廢棄物管線(xiàn)1使廢棄物進(jìn)入上述的設(shè)備并引入到蒸壓釜3。將蒸壓處理過(guò)的廢棄物從蒸壓釜3中排出并經(jīng)由管線(xiàn)7引入到第一磁性分離器100中，第一磁性分離器100捕捉蒸壓處理過(guò)的廢棄物材料中存在的大的含鐵物件(ferrouspiece)并且將它從剩余的廢棄物中除去進(jìn)到第一鐵部分101中。在離開(kāi)第一磁性分離器后，將廢棄物進(jìn)一步在第一絲網(wǎng)102中分類(lèi)，諸如指狀絲網(wǎng)(fingerscreen)，尺寸被設(shè)計(jì)為通過(guò)允許<200mm的粒子穿過(guò)絲網(wǎng)以除去大的物品(諸如具有尺寸>200mm的物品)和條狀材料(像纏繞的箔、織物和繩)。將>200mm的部分收集在大的高熱值部分103中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：在這種設(shè)備中什么被認(rèn)為是大的物品取決于實(shí)際設(shè)備；以及，200mm的給定限制會(huì)因設(shè)備而有所不同。如果認(rèn)為有必要的話(huà)，包括近紅外檢測(cè)系統(tǒng)的分類(lèi)單元可以被設(shè)置以從所述部分中除去任何尼龍和/或PVC。其后，穿過(guò)第一絲網(wǎng)102的<200mm的材料在第二絲網(wǎng)(諸如)104中進(jìn)行篩選，以產(chǎn)生<12mm的部分和+12mm的部分。將<12mm的部分引入到帶式分離器106上的磁鼓中，以分離含鐵廢棄物部分，該含鐵廢棄物部分與下文將描述的其它含鐵廢棄物部分合并。將分離器106中未除去的非鐵部分引入到非鐵分離器106中，其中，各組分基于其密度進(jìn)行分離以產(chǎn)生非鐵重部分，該非鐵重部分與如下文更詳細(xì)地描述的其它非鐵重部分合并。較輕的材料被收集在絮狀物(flock)/纖維部分107中。將+12mm的部分引入到第一風(fēng)力篩選分離器108中，其中，通過(guò)吹入空氣和重力，大多數(shù)密度較小的材料與密度較大的材料分離開(kāi)。將輕質(zhì)材料(除了一些額外的輕質(zhì)材料外，主要包括塑料)引導(dǎo)到輕質(zhì)材料部分109中。輕質(zhì)材料部分可以進(jìn)一步進(jìn)行分類(lèi)以將不同的塑料分離開(kāi)和/或?qū)⑺芰吓c非塑料材料分離開(kāi)。將密度大的部分從第一風(fēng)力篩選分離器108中引入到篩分單元110中，篩分單元110根據(jù)尺寸(即，<50mm和>50mm)分離材料。將<50mm的材料引入到帶式分離器111上的磁鼓中，以分離如下文所述進(jìn)行處理的含鐵部分和引入到非鐵分離器中的非鐵部分，從而將密度大的材料(通常為金屬)與密度較小的材料分離開(kāi)。如下文所述收集密度大的材料，而密度較小的材料被引入到將如下文所述的近紅外檢測(cè)器區(qū)域116。將來(lái)自篩分單元110的>50mm的材料引入到第二風(fēng)力篩選分離器113中。將來(lái)自第二風(fēng)力篩選分離器113的密度較小的材料與來(lái)自上述的第一風(fēng)力篩選分離器108的密度較小的材料合并。將密度大的材料從第二風(fēng)力篩選分離器113中引入到帶式分離器114上的磁鼓中以產(chǎn)生含鐵部分，該含鐵部分與來(lái)自上文所述的分離器105和111的含鐵材料合并并且被引入到含鐵部分117中。來(lái)自分離器114的非鐵部分被引入到非鐵分離器115(相應(yīng)于分離器106和112)中以產(chǎn)生密度大的部分，該密度大的部分與來(lái)自分離器106和112的相應(yīng)部分合并，并被收集作為非鐵部分123。近紅外分離器區(qū)域116通常包括幾個(gè)相應(yīng)的分離器，可選地具有用于最終分離含鐵材料與剩余廢棄物的含鐵分離器。紅外分離器(例如四個(gè)分離器)都是相應(yīng)的分離器，這些相應(yīng)的分離器被調(diào)節(jié)用于分離不同類(lèi)型的塑料材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何根據(jù)使用近紅外檢測(cè)器可檢測(cè)的化學(xué)組成來(lái)調(diào)節(jié)用于分離不同類(lèi)型塑料的檢測(cè)器。如果近紅外分離器區(qū)域116如下所示包括四個(gè)紅外分離器，那么它將能夠?qū)⑺氲牟牧戏蛛x成各種部分，如：將PCV分離成部分118，將尼龍分離成部分119，將PET分離成部分120，將混合塑料分離成部分121，將高熱量的最終產(chǎn)品分離成部分122，和任選的未示出的額外的金屬部分。從設(shè)備中輸出可回收材料，諸如，含鐵部分101、117，非鐵部分123，PVC部分118和尼龍部分119。然而，PVC部分118可以在內(nèi)部用于產(chǎn)生燃?xì)?，前提是：以所添加的分?lèi)過(guò)的MSW的總重量計(jì)，PVC小于約1％。如果所有PET不需要用于產(chǎn)生氣體，那么甚至可以輸出其它部分，諸如PET部分120。將不可回收的可燃廢棄物部分從分類(lèi)設(shè)備中排出，雖然輸出管線(xiàn)未在圖4中示出。經(jīng)由不可回收物管線(xiàn)10將不可回收物引入到濕度調(diào)節(jié)單元11。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，對(duì)于上述部分給定的尺寸限制是實(shí)例，并且尺寸限制可以根據(jù)設(shè)備的供應(yīng)商和新設(shè)備的具體計(jì)劃而基本上彼此不同。部分的數(shù)目和不同分類(lèi)過(guò)程的順序也可以不同。此外，分類(lèi)后不充分均勻的部分可被回收到較早的分類(lèi)步驟。正常的MSW通常具有約20重量％至30重量％的濕度。蒸壓處理后，濕度通常被提高至約50重量％。進(jìn)一步處理所需的濕度通常為約10重量％至25重量％，諸如15重量％至20重量％，例如約18重量％。相應(yīng)地，廢棄物的濕氣通常必須進(jìn)行干燥。如果廢棄物太干燥，那么添加水和/或蒸汽以使廢棄物濕潤(rùn)。通過(guò)過(guò)量的水管線(xiàn)12將任何過(guò)量的水從濕度控制單元11中除去并引入到上述的廢棄物水處理單元5中?；蛘?，可以通過(guò)未示出的管線(xiàn)添加水和/或蒸汽?？梢酝ㄟ^(guò)空氣吹入MSW或通過(guò)加熱MSW或者它們的組合來(lái)獲得MSW的干燥。用于干燥濕度調(diào)節(jié)單元11中的不可回收物的熱量可來(lái)自于在稍后描述的燃?xì)鉁u輪發(fā)電設(shè)備30中產(chǎn)生的熱水/蒸汽和/或通過(guò)點(diǎn)燃在用于加熱待干燥的材料而設(shè)置的燃燒室中的稍后描述的氣體生產(chǎn)單元中產(chǎn)生的可燃性氣體。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所描述的預(yù)處理區(qū)域2是目前優(yōu)選的預(yù)處理區(qū)域；以及，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，任何可以產(chǎn)生分類(lèi)過(guò)和分級(jí)過(guò)的廢棄物的預(yù)處理單元可以替代所描述的單元。替代的預(yù)處理區(qū)域可以是切碎機(jī)類(lèi)型的廢棄物處理設(shè)備等。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將理解：如果進(jìn)入的碳質(zhì)材料不是MSW，而是不同來(lái)源的，諸如木材、不需要分類(lèi)的工業(yè)廢棄物等，則預(yù)處理區(qū)域2可被省略或可與上述實(shí)施方式基本不同。通過(guò)預(yù)處理過(guò)的廢棄物管線(xiàn)13，將分類(lèi)過(guò)和濕度調(diào)節(jié)過(guò)的廢棄物從濕度調(diào)節(jié)單元11中排出，并引入到氣體生產(chǎn)和處理區(qū)域20中。經(jīng)由預(yù)處理過(guò)的廢棄物管線(xiàn)13將預(yù)處理過(guò)的廢棄物引入到熱解裂解單元21(下面也被描述為反應(yīng)器)，用于生產(chǎn)合成氣和固體剩余物，該合成氣主要包括氫氣、CO和CO2，并且通過(guò)燃?xì)夤芫€(xiàn)22排出用于預(yù)期用途；固體剩余物主要包括碳，并且在從管線(xiàn)23中排出并從設(shè)備中被輸出用于進(jìn)一步使用或貯存。熱解裂解單元21將在下面進(jìn)一步說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，除了或代替將水和/或蒸汽添加到單獨(dú)的濕度調(diào)節(jié)單元中，如果廢棄物太干燥的話(huà)，那么當(dāng)廢棄物被供給到反應(yīng)器21中時(shí)水和/或蒸汽可被引入到廢棄物中。因此，如果碳質(zhì)材料已經(jīng)具有所需濕度，或如果材料太干燥并且需要添加水/蒸汽用于在反應(yīng)器21中的反應(yīng)，則濕度調(diào)節(jié)單元11可被省略。從管線(xiàn)22中排出的合成氣可被原樣使用，或者被引入到可選的分離單元24中用于分離或捕獲來(lái)自合成氣的CO2。在第二分離單元中，進(jìn)入的合成氣被分離以產(chǎn)生CO2流和CO2低的合成氣，該CO2流通過(guò)CO2輸出管線(xiàn)25被排出，而CO2低的合成氣通過(guò)CO2低的燃?xì)夤芫€(xiàn)26被排出。第二分離單元24可以是任何熟知類(lèi)型，諸如吸收/解吸單元、變壓?jiǎn)卧蚰ゎ?lèi)單元。目前優(yōu)選的CO2捕獲單元是膜類(lèi)單元，由于其運(yùn)行成本低。這樣的解決方案是可商購(gòu)的。來(lái)自CO2捕獲單元的并通過(guò)CO2輸出管線(xiàn)25輸出的CO2可被送至碳存儲(chǔ)設(shè)施，用于以熟知的方式將CO2儲(chǔ)存在枯竭的油井或氣井中或地下含水層中；或者可被出售用于提高油回收中的壓力支持的用途。或者，所捕獲的CO2或其一部分可被用于農(nóng)業(yè)或水產(chǎn)業(yè)目的，并且可被引入到用于藻類(lèi)生產(chǎn)的溫室或設(shè)備中作為碳源。熱解裂解單元21中產(chǎn)生的氣體具有許多潛在的用途。在所示的實(shí)施方式中，氣體在穿過(guò)CO2捕獲單元24后被引入到燃?xì)鉁u輪中。取決于預(yù)期用途，氣體可以可選地被傳送用于其最終用途(諸如，例如燃?xì)鉁u輪)，而沒(méi)有CO2捕獲。對(duì)于大多數(shù)目的，管線(xiàn)22中氣體中存在的CO2是惰性氣體，惰性氣體降低氣體的熱值并且提高氣體的體積。由這樣的技術(shù)觀點(diǎn)和環(huán)境觀點(diǎn)來(lái)看，在使用或銷(xiāo)售所產(chǎn)生的氣體之前捕獲CO2因此是有利的。通過(guò)捕獲CO2，設(shè)備的CO2足跡大幅降低。在所示的實(shí)施方式中，管線(xiàn)26中離開(kāi)氣體生產(chǎn)和處理單元20的所產(chǎn)生的氣體被引入到燃?xì)鉁u輪設(shè)備30中以產(chǎn)生電力，該電力可被用于需要電力的內(nèi)部過(guò)程并且其中過(guò)剩的電能可通過(guò)電力線(xiàn)31而被出售給電網(wǎng)。通過(guò)蒸汽管線(xiàn)32將燃?xì)鉁u輪設(shè)備30中所產(chǎn)生的蒸汽排出，以傳遞熱水和/或蒸汽來(lái)加熱設(shè)備(諸如蒸壓釜3)中需要熱量的過(guò)程，并且經(jīng)由內(nèi)部蒸汽管線(xiàn)33’、33”在濕度調(diào)節(jié)單元11中干燥。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將能夠識(shí)別熱水或蒸汽中熱能的其它可能的內(nèi)部消耗者?？赏ㄟ^(guò)蒸汽輸出管線(xiàn)33將蒸汽和/或熱水形式的多余的熱量從設(shè)備中輸出用于例如區(qū)域加熱。根據(jù)替代實(shí)施方式，燃?xì)鉁u輪30被費(fèi)托(Fischer-Tropch，F(xiàn)T)設(shè)備取代，用于以熟知方式將合成氣轉(zhuǎn)化成合成烴。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的氣體生產(chǎn)和處理單元20可被用于非MSW的其它富烴材料，諸如，例如作為廢塑料材料(諸如農(nóng)業(yè)塑料廢棄物，或輪胎)的更均勻的廢棄物材料。這樣的材料具有對(duì)單元21中的高效熱解裂解來(lái)說(shuō)太低的濕度。通過(guò)未示出的水引入管線(xiàn)可以將水添加到濕度調(diào)節(jié)單元11中的這類(lèi)廢棄物中和/或添加到熱解裂解單元21中，以使得單元21中的水含量以引入的廢棄物的重量計(jì)為約20％。通過(guò)管線(xiàn)22從熱解裂解單元21中排出的固體可以根據(jù)進(jìn)入的廢棄物而在組成和潛在用途方面不同。通過(guò)管線(xiàn)22排出的固體剩余物的一個(gè)潛在用途是通過(guò)將材料鋪撒在農(nóng)田上來(lái)改良土壤。圖2是氣體生產(chǎn)和處理單元20的一個(gè)實(shí)施方式的圖示，但是也包括濕度控制單元11；而圖3是作為處理裝置20的重要部分的反應(yīng)器40的原理草圖。通過(guò)上述的廢棄物管線(xiàn)10將廢棄物引入到濕度控制單元11中，濕度控制單元11在這里被示出為干燥單元。將用于干燥濕度控制單元11中的廢棄物的熱量以通過(guò)管線(xiàn)33’的蒸汽，或者以來(lái)自將在下面進(jìn)一步解釋的源的燃?xì)夤芫€(xiàn)48中的熱燃?xì)馓峁┑郊訜崾?1’。進(jìn)行冷卻后，在加熱和干燥廢棄物的同時(shí)，通過(guò)廢氣釋放管線(xiàn)48’釋放冷卻的廢氣。經(jīng)由保持濕潤(rùn)的廢棄物管線(xiàn)13將廢棄物從濕度控制單元11中引入到熱解裂解反應(yīng)器21的主反應(yīng)器40中，并引入到例如在上述EP1160307A或WO2013/020549中描述的那種主反應(yīng)器40中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所示出的反應(yīng)器40可以是一個(gè)反應(yīng)器或平行排列的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器。這同樣適用于下面描述的所有元件。通過(guò)廢棄物管線(xiàn)13將水從濕度控制單元11引入到主反應(yīng)器40中，進(jìn)入到由通過(guò)加熱氣管線(xiàn)41引入的加熱氣和通過(guò)空氣管線(xiàn)47引入的空氣的燃燒所加熱的熱夾套46包圍的混合室45中。通過(guò)廢氣釋放管線(xiàn)48排出來(lái)自燃燒的廢氣。通過(guò)電機(jī)49驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)50被布置在混合室45中，螺旋輸送器50延伸到高溫室51中。可選的混合臂53可被連接到螺旋輸送器的軸，用于混合進(jìn)入的廢棄物與混合室中已經(jīng)部分處理過(guò)的廢棄物。通過(guò)螺旋輸送器50將混合室中的廢棄物混合物傳輸?shù)礁邷厥?1中。在高溫室51中，通過(guò)燃燒包圍高溫室51的加熱套54中的加熱氣來(lái)進(jìn)一步加熱廢棄物。通過(guò)氣體管線(xiàn)41’將加熱氣引入到加熱套54中，而通過(guò)空氣管線(xiàn)47’將用于燃燒的空氣引入。在啟動(dòng)設(shè)備期間，氣體管線(xiàn)39被設(shè)置用于將天然氣添加到管線(xiàn)41中?；旌鲜?5和高溫室51中的總廢棄物因此在不存在氧氣的情況下進(jìn)行加熱以影響其中的熱解裂解。同時(shí)通過(guò)加熱套46和在混合室和高溫室中產(chǎn)生的熱解裂解氣來(lái)加熱混合室中的廢棄物。通過(guò)與混合室連接的熱解氣管線(xiàn)52排出通過(guò)混合室和高溫室中的熱解裂解所產(chǎn)生的氣體的至少一部分?；旌鲜抑械臏囟韧ǔ?00℃至700℃，而高溫室中的溫度由于額外的加熱而較高，諸如通常為約1000℃。反應(yīng)器40中的壓力通常約為大氣壓或略高于大氣壓。由于反應(yīng)器40中的熱解裂解，通過(guò)熟知的熱解或裂解反應(yīng)將廢棄物的原始質(zhì)量的主要部分轉(zhuǎn)化成氣體。小有機(jī)分子和大有機(jī)分子(諸如合成或天然的聚合物或大分子，諸如碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、塑料等)進(jìn)行熱裂化，即，分子經(jīng)由不同反應(yīng)進(jìn)行分裂，以形成更小的分子。廢棄物中存在的濕度和/或在引入到混合室中期間添加到廢棄物中的水/蒸汽導(dǎo)致在反應(yīng)器中發(fā)生一些蒸汽裂化反應(yīng)以及熱裂化。由于反應(yīng)器40中水的存在，數(shù)個(gè)反應(yīng)在其中發(fā)生。首先，溫度引起引入到反應(yīng)器中的烴材料的熱解或裂解，以產(chǎn)生固體炭剩余物和氣體，氣體主要是氫氣、甲烷、較少量的低級(jí)烴和焦油，或?qū)⒃谳^低溫度下冷凝的高級(jí)烴。此外，反應(yīng)器50中反應(yīng)混合物中存在的水將根據(jù)以下反應(yīng)與碳反應(yīng)：(1)(氣化反應(yīng))(2)(水煤氣變換反應(yīng))如上所述，通過(guò)管線(xiàn)52可以排出所產(chǎn)生的氣體的一部分，這將在下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述。通過(guò)高溫室出口55將固體廢棄物的剩余質(zhì)量從高溫室51的底部排出，并且直接引入到一系列的次級(jí)反應(yīng)器60，在這里被示為一個(gè)反應(yīng)器60。將通過(guò)管線(xiàn)52排出的氣體引入到第一次級(jí)反應(yīng)器60，以參與到次級(jí)反應(yīng)器60中的烴的進(jìn)一步分解。次級(jí)反應(yīng)器60具有共同的設(shè)計(jì)，該共同的設(shè)計(jì)為設(shè)置有螺旋輸送器的管式反應(yīng)器，用于混合固體物質(zhì)和氣體并用于運(yùn)載通過(guò)反應(yīng)器的剩余的固體材料。此外，如主反應(yīng)器40，這些反應(yīng)器設(shè)置有通過(guò)燃燒進(jìn)行加熱的加熱套59，用于剩余的固體廢棄物的進(jìn)一步裂解和熱解，并且用于確定產(chǎn)生的氣體從其中的固體廢棄物中釋放出來(lái)。將次級(jí)反應(yīng)器中的溫度維持在與在高溫室中的大約相同的溫度下。根據(jù)具體的設(shè)備，兩個(gè)或更多個(gè)次級(jí)反應(yīng)器60可被串聯(lián)連接，以提供廢棄物的最大程度的熱解裂解。通過(guò)固體管線(xiàn)69將來(lái)自最后的次級(jí)反應(yīng)器60的固體剩余物排出并引入到轉(zhuǎn)化單元70中。通過(guò)原料氣排出管線(xiàn)61將由固體碳化廢棄物產(chǎn)生和/或釋放的氣體從次級(jí)反應(yīng)器60中排出并引入到第一氣體凈化單元62中。第一氣體凈化單元62被設(shè)置用于從原料氣流中除去焦油、油和灰塵顆粒。第一凈化單元62包括一系列洗滌器，其中氣體在緩沖液體介質(zhì)中進(jìn)行洗滌。第一凈化單元可以是在2003年6月4日的EP1316351A2(安德烈亞斯·昂格爾博士(DR.ANDREASUNGER)所描述的那種。從一個(gè)洗滌器到下一個(gè)洗滌器成階段地降低原料氣的溫度，以將從氣體中分離出冷凝物和固體顆粒。以常規(guī)方式控制洗滌介質(zhì)的溫度、pH值和組成。通過(guò)廢水管線(xiàn)68，63，從第一氣體凈化單元62中除去來(lái)自洗滌器的廢水。管線(xiàn)63中的廢水被直接導(dǎo)入廢水處理單元5，而管線(xiàn)68中的廢水包括一些油和炭并且被引入到水/炭/油分離單元17中。通過(guò)炭管線(xiàn)18，將炭顆粒從分離單元17中排出并引入到單元11中的進(jìn)入的碳質(zhì)材料；將油通過(guò)油管線(xiàn)19從單元17中排出并引入到裂化器80中；并且，通過(guò)分離水管線(xiàn)68’，將來(lái)自單元17的分離水排出并引入到水處理單元5中。經(jīng)由洗滌過(guò)的原料氣管線(xiàn)64將主要包括CO、CO2和具有低于170℃的沸點(diǎn)范圍的烴的洗滌過(guò)的原料氣從第一氣體凈化單元62中除去并引入到包括兩個(gè)膜類(lèi)分離單元的氣體分離單元65中，一個(gè)膜單元產(chǎn)生通過(guò)富氫氣體管線(xiàn)66排出的富氫氣體部分(優(yōu)選包含50％或更多例如大于60％的氫氣)，而一個(gè)膜單元產(chǎn)生通過(guò)加熱氣管線(xiàn)41排出的富烴部分(待用于上述的加熱目的的點(diǎn)燃)以及通過(guò)氣體管線(xiàn)67排出的包括主要是低級(jí)烴、CO、CO2和一些氫氣的氣體混合物的第三原料氣部分。將管線(xiàn)67中的氣體引入到上述轉(zhuǎn)化單元70中。通過(guò)管線(xiàn)69中引入到轉(zhuǎn)化單元70中的固體通過(guò)熱氣體在加熱套79中的燃燒進(jìn)行加熱，并且與通過(guò)管線(xiàn)67引入的氣體和通過(guò)蒸汽管線(xiàn)71引入的蒸汽進(jìn)行反應(yīng)，以進(jìn)一步分解氣體中的烴，并且根據(jù)“氣化”反應(yīng)用于固體中碳的氣化：以將額外的合成氣添加到所產(chǎn)生的氣流。根據(jù)通過(guò)蒸汽管線(xiàn)71引入的蒸汽的量，所產(chǎn)生的CO可通過(guò)反應(yīng)而被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成CO2和氫氣。然而，在以加熱轉(zhuǎn)化單元70所使用的氣體為代價(jià)下，轉(zhuǎn)化單元70中的轉(zhuǎn)化的確導(dǎo)致產(chǎn)物氣中的氫氣的濃度更高。通過(guò)轉(zhuǎn)化氣體管線(xiàn)72將轉(zhuǎn)化單元70中產(chǎn)生的氣體排出并引入到第二氣體凈化單元75中，在第二氣體凈化單元75中該氣體與上述富氫氣體管線(xiàn)66中的氣體合并并且在一系列的洗滌器中進(jìn)行洗滌，在洗滌器中用于除去氣體中的不需要的元素的氫氧化鈣或硫酸，和/或其它化學(xué)品(諸如Ca(OH)2和硫酸)可以被包括在洗滌溶液中。通過(guò)供給管線(xiàn)95、96和97分別添加用于洗滌的水和洗滌化學(xué)品的水溶液。通過(guò)使用過(guò)的水管線(xiàn)76將使用過(guò)的洗滌溶液除去并引入到廢水單元5中。通過(guò)固體廢棄物管線(xiàn)23將來(lái)自轉(zhuǎn)化器70的固體廢棄物排出，并可選地引入到炭處理單元90中，在炭處理單元90中固體材料被分離成通過(guò)炭管線(xiàn)91排出的炭和通過(guò)灰管線(xiàn)92排出的灰和炭的混合物。炭和灰從設(shè)備中輸出，并被出售/放置。通過(guò)上述的管線(xiàn)41引入用于加熱套46、54，59、79的加熱氣。在正常工作期間，將加熱氣從上述的氣體分離單元65中排出。在從氣體分離中排出的加熱氣必需被補(bǔ)充以產(chǎn)生所需要的加熱的情況下，通過(guò)啟動(dòng)氣體管線(xiàn)39可以引入用于啟動(dòng)設(shè)備的啟動(dòng)加熱氣，或補(bǔ)充氣。通過(guò)空氣管線(xiàn)47加入諸如空氣或其它含有氧的氣體的氧化劑，以通過(guò)燃燒加熱氣來(lái)獲得加熱套中的燃燒和熱量的產(chǎn)生。經(jīng)由第一油管線(xiàn)68將在大氣壓力下具有約170℃～350℃的沸點(diǎn)范圍的第一油部分從第一氣體凈化單元62中排出。將第一油管線(xiàn)68中的油引入到上述油/炭/水分離單元17，并且通過(guò)油循環(huán)管線(xiàn)81將來(lái)自單元17的分離的油排出,用于將油引入到主反應(yīng)器40中。通過(guò)第二油管線(xiàn)77將在大氣壓力下具有約100℃～200℃的沸點(diǎn)范圍的第二油部分從第二氣體凈化單元75中排出，并也引入到上述油/炭/水分離單元17，從而將油部分引入到油循環(huán)管線(xiàn)81中?；厥盏街鞣磻?yīng)器中的油部分參與主反應(yīng)器40中的反應(yīng)，并如上文所述進(jìn)行進(jìn)一步分解。通過(guò)合成氣管線(xiàn)22將原料燃?xì)馀懦霾⒖梢氲紺O2分離單元24中，用于如上文所述從氣體中除去大部分的CO2。圖5示出了本發(fā)明的特定的實(shí)施方式，其中裂化單元80被設(shè)置用于接收并裂化在管線(xiàn)19中的第一油部分和第二油部分。在裂化單元80中，通過(guò)用來(lái)自主反應(yīng)器40的加熱環(huán)46、54的廢氣加熱裂化單元來(lái)使烴進(jìn)行催化裂化，上述廢氣通過(guò)廢氣管線(xiàn)82排出并引入到包圍裂化單元80的加熱環(huán)78中。通過(guò)廢氣返回管線(xiàn)83使來(lái)自加熱環(huán)78的使用過(guò)的廢氣返回到上述廢氣管線(xiàn)48中。油部分在裂化單元中進(jìn)行催化裂化，以產(chǎn)生主要包括氫氣、CO和CO2的合成氣。裂化單元中的裂化是不完全的。通過(guò)油循環(huán)管線(xiàn)81將未在裂化單元中裂化的油排出，以回收到上述的主反應(yīng)器中。通過(guò)裂化氣體管線(xiàn)74將裂化單元80中產(chǎn)生的合成氣排出并引入到第一氣體清洗區(qū)域62，作為待在其中清洗并分離的氣體的一部分。經(jīng)由管線(xiàn)68從分離單元62中將油、炭顆粒和水的混合物排出并優(yōu)選引入到可選的油/炭/水分離器17中，從該可選的油/炭/水分離器17中將分離水引入到水處理單元5中，經(jīng)由炭管線(xiàn)18將炭顆粒引入到濕度調(diào)節(jié)單元11中以與進(jìn)入的碳質(zhì)材料混合，并經(jīng)由油返回管線(xiàn)19將分離油引入到裂化器中。下面的表1給出了根據(jù)圖5中示出的本發(fā)明實(shí)施方式的示例性的廢棄物處理設(shè)備中不同管線(xiàn)中用于處理MSW的物質(zhì)種類(lèi)、質(zhì)量流、溫度和壓力的典型值，其中所得到的氣體被用于燃?xì)鉁u輪，用于產(chǎn)生電力和區(qū)域加熱和/或冷卻。表1流中的材料管線(xiàn)號(hào)質(zhì)量(kg/h)溫度(°)壓力(毫巴)進(jìn)入的MSW101400020-干燥的MSW1313200100-CO2/燃?xì)?2760080050CO2253300燃?xì)?64300原料氣611280080050加熱氣413800炭911400灰/炭921400從表中尤其可以看到，總質(zhì)量降低了約80重量％。由于碳質(zhì)剩余物的重量可通過(guò)上述的氣化反應(yīng)進(jìn)行的碳轉(zhuǎn)化而大幅降低，固體的量依賴(lài)于轉(zhuǎn)化單元70中的轉(zhuǎn)化。除了重量和相應(yīng)的體積的這樣顯著降低，從設(shè)備中輸出的固體材料具有使產(chǎn)品能夠在市場(chǎng)上出售的有價(jià)值的性質(zhì)。固體廢棄物可以在農(nóng)業(yè)中用于土壤改良，和/或發(fā)現(xiàn)在不同的工業(yè)應(yīng)用中的用途。如果沒(méi)有對(duì)固體廢棄物進(jìn)行標(biāo)記，那么它可以安全地丟棄，而這對(duì)于在處理之前的MSW是不能的。管線(xiàn)10中的輸入廢棄物可能隨時(shí)間變化，這種變化可能會(huì)影響沃泊指數(shù)。沃泊指數(shù)的穩(wěn)定化可通過(guò)一種或一種以上的措施而被完成，諸如：限制通過(guò)管線(xiàn)13進(jìn)入氣體生產(chǎn)和處理單元20中的非均勻的原料、調(diào)節(jié)管線(xiàn)13中的原料的濕度、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化單元70中轉(zhuǎn)化苛刻度(severity)以影響其中產(chǎn)生的氫氣比CO比CO2的比率、主動(dòng)地控制CO2捕獲單元24中的CO2捕獲，以及調(diào)節(jié)裂化單元80中油的裂化苛刻度。圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的流程圖。圖6的實(shí)施方式的描述將主要提及此實(shí)施方式和其它實(shí)施方式(即，圖2和圖5的實(shí)施方式)之間的差異。為了避免附圖過(guò)度擁擠，一些元件被省略。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：為清楚起見(jiàn)，管線(xiàn)47中的空氣(或氧氣)供應(yīng)(參見(jiàn)圖2和圖5)被省略，并且需要存在于正在運(yùn)行的設(shè)備中。這同樣適用于裂化器80的加熱器78的加熱管線(xiàn)，其中，該加熱器可通過(guò)源于管線(xiàn)41的加熱氣體管線(xiàn)中的或者源于用于反應(yīng)器40，60或轉(zhuǎn)化單元70的任一加熱器的管線(xiàn)中的氣體的直接燃燒進(jìn)行加熱。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將理解：由于同樣的原因，一些附圖標(biāo)記也被省略。在第一氣體凈化單元62中，通過(guò)管線(xiàn)61中從反應(yīng)器60中排出的熱解裂解氣被分離成輕部分和油部分，該輕部分主要包括氫氣、甲烷、CO、CO2，并經(jīng)由管線(xiàn)64而被引入到分離單元65中，而油部分主要包括C2+烴，并經(jīng)由管線(xiàn)68而被引入到裂化單元80中?？蛇x的油/炭/水分離器17優(yōu)選被布置在管線(xiàn)68中，用于分離由管線(xiàn)68排出的流中存在的油、炭顆粒和水。來(lái)自分離器17的分離油經(jīng)由分離油管線(xiàn)19而被引入到裂化器80中，炭顆粒從炭管線(xiàn)18中排出并引入到管線(xiàn)13中的濕度控制單元11，并與進(jìn)料一起被引入到反應(yīng)器中，并且水經(jīng)由68’而被引入到水處理單元5中。經(jīng)由管線(xiàn)81將非裂化油部分的至少一部分從裂化器80中排出并且引入回到反應(yīng)器40中，而剩余氣體返回到氣體分離單元62。氣體分離單元65在圖6的實(shí)施方式中被示為兩個(gè)膜分離單元65’和65”。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：示出的單元可以?xún)H包括一個(gè)組合單元，或可以包括兩個(gè)或更多個(gè)單元。第一膜(或一組膜)方便地是用于將C2+烴與甲烷、氫氣、CO和CO2分離的烴強(qiáng)化(concrete)膜。C2+部分從管線(xiàn)41，41”中被排出。管線(xiàn)41通過(guò)控制閥a進(jìn)行控制，控制閥a根據(jù)由傳感器S1測(cè)量的管線(xiàn)41中的氣體的壓力的測(cè)量值進(jìn)行控制管線(xiàn)41中的流量。如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，管線(xiàn)41’中的流被控制閥c控制。將非經(jīng)由管線(xiàn)41，41’排出的引入氣體分離單元65中的氣流的那部分然后引入到膜區(qū)域65”中，該膜區(qū)域65”包括氫特異性強(qiáng)化膜，允許通過(guò)管線(xiàn)66排出富氫氣體部分并通過(guò)管線(xiàn)67排出低氫部分。該膜的特異性必須不能太高，而通過(guò)管線(xiàn)66排出的富氫部分除CO、CO2和主要為甲烷的低級(jí)烴之外通常包括大于50體積％的氫。優(yōu)選地，管線(xiàn)66中的流包括大于60體積％。管線(xiàn)66中的流通過(guò)控制閥g進(jìn)行控制，控制閥g根據(jù)由傳感器S2測(cè)量的富氫管線(xiàn)66中氣體的組成進(jìn)行控制流量。管線(xiàn)66中的氣體或其一部分可以通過(guò)由控制閥f控制的管線(xiàn)66’而被排出，控制閥f也根據(jù)由傳感器S2測(cè)量的管線(xiàn)26中的氣體的組成進(jìn)行控制。管線(xiàn)67中的低氫部分被引入到如其它實(shí)施方式所描述的轉(zhuǎn)化單元70中。通過(guò)蒸汽管線(xiàn)71添加用于在單元70中的轉(zhuǎn)化的蒸汽，該蒸汽管線(xiàn)71由控制閥d控制，該控制閥d根據(jù)由傳感器S2測(cè)量的管線(xiàn)26中的氣體流的組成進(jìn)行控制。來(lái)自第二氣體凈化單元75的最重氣體部分通過(guò)管線(xiàn)77而從中排出，并被引入到油/炭/水分離單元中，并通過(guò)管線(xiàn)81從中排出并引入到裂化單元80中，然而，剩余氣體主要包括氫氣、CO、CO2和甲烷，通過(guò)管線(xiàn)22而被排出并引入到CO2捕獲單元24，其中，CO2和CO被諸如CO2特異性強(qiáng)化膜的膜分離開(kāi)，以產(chǎn)生CO2流，該CO2流通過(guò)管線(xiàn)25而被排出。控制閥h被布置在管線(xiàn)25中，以根據(jù)由傳感器S2測(cè)量的管線(xiàn)26中的氣體組成進(jìn)行控制CO2的排出。來(lái)自CO2分離單元的剩余氣體通過(guò)管線(xiàn)26，26’而被排出。由于氣體分離單元65，75中的分離和CO2捕獲單元24中的CO2的主要部分的除去，管線(xiàn)26中的氣體包括大于50體積％的氫氣，更優(yōu)選大于70體積％的氫氣，或甚至大于80體積％的氫氣。這種氣體非常適合于諸如操作燃?xì)鉁u輪等的不同目的。管線(xiàn)26’中的氣體最初具有與管線(xiàn)26中的氣體相同的組成。然而，如上所述，管線(xiàn)66’和41”中的氣流可添加到該氣體中以改變組成。管線(xiàn)26’中的氣體的一部分也可從管線(xiàn)41’中排出，并作為加熱氣被引入到管線(xiàn)41中。經(jīng)由管線(xiàn)41’的氣體供給通過(guò)控制閥b進(jìn)行控制，控制閥b也是根據(jù)由傳感器S1測(cè)量的管線(xiàn)41中的氣體的組成進(jìn)行控制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：圖6所示的實(shí)施方式能夠根據(jù)進(jìn)入的碳質(zhì)材料和輸出物(即，經(jīng)過(guò)管線(xiàn)23排出的固體剩余物和經(jīng)由管線(xiàn)26，26’排出的氣體)的所需特性非常靈活地操作設(shè)備。不同的原料使得反應(yīng)器40，60中產(chǎn)生的熱解裂解氣的組成不同?？刂撇煌目刂崎ya、b、c、d、e、f、g、h、i能夠控制輸出氣體和輸出固體剩余物的組成，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。通過(guò)控制單元24中的CO2捕獲，或通過(guò)控制影響包括控制閥的任何管線(xiàn)中的氣體組成或被激活控制閥的效果所影響的其它控制閥，可以容易地控制管線(xiàn)26，26’中的氣體的沃泊指數(shù)。即使描述了控制閥根據(jù)由傳感器S1，S2，S3測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行控制，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：控制系統(tǒng)中的邏輯可根據(jù)所需輸出進(jìn)行編程或重新編程。本發(fā)明參照具體設(shè)備和具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何根據(jù)進(jìn)入的廢棄物來(lái)調(diào)節(jié)參數(shù)，以獲得管線(xiàn)26中的適合用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的燃?xì)鉁u輪之外的其它用途的燃?xì)狻９芫€(xiàn)26中的燃?xì)獍–O、氫氣、CO2和低級(jí)烴(諸如，甲烷、乙烷、丙烷和丁烷)的混合物。所產(chǎn)生的燃?xì)饪杀贿M(jìn)一步分離，以產(chǎn)生混合物中一種、兩種或更多種的氣體的各個(gè)部分。氣化和熱解單元也可以在更高的溫度下操作，和/或通過(guò)引入更多的蒸汽以引起更多蒸汽重整以使產(chǎn)物相對(duì)氫氣和CO2進(jìn)一步移動(dòng)。據(jù)推測(cè)，可以接受相對(duì)純的氫氣作為燃料的燃?xì)鉁u輪將在幾年內(nèi)可用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何調(diào)節(jié)上述設(shè)備的不同部件中的參數(shù)，在以具有比氫氣低得多的熱值的CO為代價(jià)下以獲得管線(xiàn)26中產(chǎn)生的主要包括氫氣的氣體。相應(yīng)地，如果所產(chǎn)生的燃?xì)獾念A(yù)期用途是用于生產(chǎn)來(lái)自燃?xì)獾钠渌a(chǎn)物，而不是產(chǎn)生電力和用于區(qū)域加熱和/或冷卻的熱水，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解如何調(diào)節(jié)上述設(shè)備的操作的參數(shù)。然后，該設(shè)備將被調(diào)節(jié)以產(chǎn)生最適合于預(yù)期目的的燃?xì)饣旌衔?，諸如用于合成高級(jí)烴的費(fèi)托設(shè)備的燃?xì)?。引用文獻(xiàn)EP1160307A(KUNSTSTOFF-UNDUMWELTSTECHNIKGMBH)05.12.2001EP1316351A(DR.ANDREASUNGER)04.06.2003WO2013020549A1(KUNSTSTOFF-UNDUMWELTSTECHNIKGMBH)14.02.2013當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3